Δευτέρα, 13 Νοεμβρίου 2017

Ο πρώτος κβαντικός επεξεργαστής με 50 κβαντικά «μπιτ». The future is quantum

IBM 50Q System: An IBM cryostat wired for a 50 qubit system.

Η IBM αποκτά ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στην κβαντική "κούρσα" κορυφαίων τεχνολογικών εταιρειών. Η μεγάλη αμερικανική εταιρεία ΙΒΜ, ανακοίνωσε ότι δημιούργησε τον πρώτο επεξεργαστή με 50 κβαντικά «μπιτ» ή κβαντικά δυφία (qubits), καταφέρνοντας να γίνει έτσι η πρώτη εταιρεία που επιτυγχάνει κάτι τέτοιο. Η συγκεκριμένη διάκριση της ΙΒΜ χαρίζει στην εταιρεία συγκριτικό πλεονέκτημα έναντι της Google και άλλων τεχνολογικών εταιρειών, που συμμετέχουν στην άκρως ανταγωνιστική κβαντική «κούρσα».

Τι είναι

IBM 20 & 50 Qubit Arrays, Figure 1. Left) Schematic of 20 qubit system, and Middle) 50 qubit system illustrating qubit interconnectivity. This complex interconnect fabric permits maximum flexibility for IBM Q systems. The 50 qubit is the natural extension of the 20 qubit architecture. Right) Photograph of the quantum processor package for the first IBM Q systems. The processor features improvements in superconducting qubit design, connectivity and packaging.

Οι κβαντικοί υπολογιστές, οι οποίοι βρίσκονται ακόμη στα σπάργανα, υπόσχονται ταχύτητα υπολογισμών πολύ μεγαλύτερη από τους τωρινούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Αυτό συμβαίνει επειδή στους σημερινούς υπολογιστές, το bit, η βασική μονάδα πληροφορίας, μπορεί να πάρει είτε την τιμή «0» είτε την τιμή «1». Όμως το κβαντικό μπιτ (qubit), η στοιχειώδης μονάδα κβαντικής πληροφορίας, μπορεί να παίρνει τις τιμές «0», «1» ή «0 και 1» ταυτόχρονα.

Quantum computing has the potential to solve some of the world’s most complex problems. So how are quantum computers different from the traditional computers we use today?

Η ΙΒΜ ανακοίνωσε ότι αφενός δημιούργησε ένα σύστημα με 20 κβαντικά «μπιτ» που είναι ήδη έτοιμο για χρήση και αφετέρου ότι ανέπτυξε το πρώτο -ακόμη πειραματικό- σύστημα IBM Q με επεξεργαστή 50 qubits. Η εταιρεία έκανε γνωστό ότι το σύστημά της με τα 20 qubits θα είναι διαθέσιμο online στους πελάτες της από το τέλος του 2017, προκειμένου να διερευνήσουν τις δυνατότητες πρακτικής εφαρμογής του. Η επόμενη γενιά κβαντικών συστημάτων της ΙΒΜ θα ενσωματώσει τον ισχυρότερο επεξεργαστή των 50 qubits.

Ο πρώτος κβαντικός υπολογιστής που κατέστη online διαθέσιμος από την ΙΒΜ σε οποιονδήποτε ενδιαφερόμενο, ήταν τον Μάιο του 2016. Στο διάστημα που μεσολάβησε, η εταιρεία έχει κάνει περαιτέρω προόδους και φαίνεται να προηγείται στις εξελίξεις από κάθε άλλο ανταγωνιστή της.

Εκτός από τον τομέα του υλικού (hardware), η ΙΒΜ συνεχίζει να αναπτύσσει ένα ολόκληρο «οικοσύστημα» κβαντικής υπολογιστικής, που περιλαμβάνει ανοικτό λογισμικό (software) και εκπαιδευτικό υλικό για την κβαντική κοινότητα των χρηστών. Ήδη, περισσότεροι από 60.000 χρήστες από όλο τον κόσμο (πανεπιστήμια, ερευνητικά κέντρα, σχολεία κ.α.) έχουν πραγματοποιήσει πάνω από 1,7 εκατομμύρια online κβαντικά πειράματα στους υπολογιστές της ΙΒΜ. Παράλληλα, η ΙΒΜ συνεργάζεται με άλλες εταιρείες (Samsung, Honda, Hitachi, Canon κ.α.) για να αναπτύξει βιομηχανικές και άλλες πρακτικές κβαντικές εφαρμογές.




Η ονειροπόληση δείγμα εξυπνάδας. Daydreaming is Good. It Means You’re Smart

Egon Schiele, The Daydreamer (Gerti Schiele), 1911. Μελέτη δείχνει ότι τα άτομα των οποίων ο εγκέφαλος... βολτάρει συχνά στη δουλειά και όχι μόνο έχουν καλύτερες νοητικές ικανότητες. A new study from the Georgia Institute of Technology suggests that daydreaming during meetings isn’t necessarily a bad thing. It might be a sign that you’re really smart and creative.

Τελικά το να ονειροπολούμε στο γραφείο ή σε μια σημαντική σύσκεψη δεν είναι κάτι κακό - αντιθέτως, σύμφωνα με μια νέα μελέτη ερευνητών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Τζόρτζια στις ΗΠΑ, μπορεί να αποτελεί σημάδι εξυπνάδας και δημιουργικότητας.

«Τα άτομα με πιο "αποδοτικό", ικανό εγκέφαλο πιθανότατα δεν μπορούν να τον  αποτρέψουν από το να… περιπλανάται» ανέφερε ο Ερικ Σουμάχερ, αναπληρωτής καθηγητής Ψυχολογίας στο Georgia Tech, εκ των κύριων συγγραφέων της νέας μελέτης η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό έντυπο «Νeuropsychologia».

Το πείραμα... της συνεργασίας και της ανάπαυσης

Ο καθηγητής Σουμάχερ και οι συνεργάτες του κατέγραψαν τα μοτίβα δραστηριότητας του εγκεφάλου περισσότερων από 100 εθελοντών ενώ εκείνοι υποβάλλονταν σε μαγνητική τομογραφία. Από τους συμμετέχοντες στη μελέτη ζητήθηκε να επικεντρώνουν το βλέμμα σε ένα σταθερό σημείο επί πέντε λεπτά. Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τα δεδομένα που προέκυψαν προκειμένου να εντοπίσει ποιες περιοχές του εγκεφάλου κάθε εθελοντή λειτουργούσαν σε συνεργασία. «Με αυτόν τον τρόπο μπορέσαμε να δούμε ποιες περιοχές του εγκεφάλου συνεργάζονται όταν το άτομο είναι ξυπνητό αλλά σε κατάσταση ανάπαυσης» εξήγησε η Κριστίν Γκοντγουίν, υποψήφια διδάκτωρ στο Georgia Tech και εκ των συγγραφέων της μελέτης, και προσέθεσε ότι «είναι άκρως ενδιαφέρον το γεγονός ότι μελέτες δείχνουν πως τα ίδια αυτά εγκεφαλικά μοτίβα, που εμείς μετρήσαμε σε κατάσταση ανάπαυσης στους εθελοντές, συνδέονται με διαφορετικές γνωστικές ικανότητες».

Μόλις οι επιστήμονες κατέληξαν στο πώς και ποιες περιοχές του εγκεφάλου συνεργάζονται σε κατάσταση ανάπαυσης, συνέκριναν τα στοιχεία με εκείνα που προέκυψαν από τεστ στα οποία υποβλήθηκαν οι εθελοντές και μετρούσαν τις νοητικές και δημιουργικές ικανότητές τους. Οι συμμετέχοντες συμπλήρωσαν επίσης ερωτηματολόγια σχετικά με πόσο άφηναν το μυαλό τους να ονειροπολεί στην καθημερινότητά τους.

Πολλή ονειροπόληση, υψηλότερες νοητικές ικανότητες

Dante Gabriel Rossetti, The Day Dream, 1880. A new study reveals people who report more frequent daydreaming scored higher on tests of intelligence and creativity. MRI scans also reveals more efficient brain systems for frequent daydreamers.

Όπως φάνηκε, τα άτομα που ανέφεραν πιο συχνή ονειροπόληση μέσα στην ημέρα είχαν και υψηλότερα σκορ στα τεστ νοητικών ικανοτήτων και δημιουργικότητας, ενώ παρουσίαζαν και πιο «αποδοτικά» εγκεφαλικά συστήματα στις μαγνητικές τομογραφίες.

«Συνηθίζουμε να πιστεύουμε ότι η ονειροπόληση είναι κάτι κακό - ότι το άτομο προσπαθεί να επικεντρώσει κάπου την προσοχή του και δεν μπορεί» σημείωσε ο Σουμάχερ. «Τα δεδομένα μας όμως δείχνουν ότι αυτό δεν είναι πάντα αλήθεια. Κάποιοι άνθρωποι έχουν πιο "αποτελεσματικό" εγκέφαλο».

Ποιος είναι ο «αποτελεσματικός» εγκέφαλος

Morgan Westling, The Daydreamer. Those who reported more frequent daydreaming scored higher on intellectual and creative ability and had more efficient brain systems measured in the MRI machine.

Τι μπορεί να σημαίνει αυτή η «αποτελεσματικότητα»; Μεγαλύτερη ικανότητα του ατόμου να σκέφτεται, ακόμη και όταν ο εγκέφαλός του… βολτάρει. Πώς θα μπορούσε κάποιος να καταλάβει αν ο εγκέφαλός του είναι «αποδοτικός»; Ένα βασικό στοιχείο είναι ότι μπορεί να βγαίνει εύκολα από μια συζήτηση και να συντονίζεται ξανά σε αυτή χωρίς να έχει χάσει σημαντικά σημεία της.

«Τα ευρήματά μας μου θυμίζουν τους καθηγητές που συνηθίζουμε να λέμε ότι "είναι στον κόσμο τους" - πανέξυπνοι αλλά βυθισμένοι στις δικές τους σκέψεις» είπε ο καθηγητής Σουμάχερ. «Ή μου φέρνουν επίσης στον νου μαθητές που είναι πιο μπροστά από τους συμμαθητές τους νοητικά. Ενώ οι φίλοι τους χρειάζονται, για παράδειγμα, πέντε λεπτά για να μάθουν κάτι νέο, εκείνοι το μαθαίνουν μέσα σε ένα λεπτό και στη συνέχεια αρχίζουν να ονειροπολούν».

Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα νέα ευρήματα ανοίγουν τον δρόμο για περαιτέρω μελέτες ώστε να γίνει καλύτερα κατανοητό πότε η ονειροπόληση μπορεί να είναι επιβαρυντική για το άτομο και πότε μπορεί να είναι εποικοδομητική.

Πηγές: “Functional connectivity within and between intrinsic brain networks correlates with trait mind wandering” by Godwin CA, Hunter MA, Bezdek MA, Lieberman G, Elkin-Frankston S, Romero VL, Witkiewitz K, Clark VP, and Schumacher EH in Neuropsychologia. Published online July 10 2017 doi:10.1016/j.neuropsychologia.2017.07.006 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=914745


Μυστηριώδες κοσμικό σώμα στο κέντρο του Γαλαξία. Astronomers Are Puzzled by a Huge Object at The Centre of Our Galaxy

Οι επιστήμονες δεν μπορούν να διακρίνουν αν πρόκειται για άστρο ή πλανήτη. Planet? Dead star? It's so massive! Credit: Nostalgia for Infinity/Shutterstock

Τον Ιούνιο του 2016 το Αστρονομικό Πρόγραμμα OGLE εντόπισε σε απόσταση 22 χιλιάδων ετών φωτός από εμάς στο κέντρο του γαλαξία μας ένα μυστηριώδες κοσμικό σώμα που έλαβε την κωδική ονομασία OGLE-2016-BLG-1190Lb. Παρά τις προσπάθειες των επιστημόνων η ταυτότητα του εν λόγω αντικειμένου εξακολουθεί να παραμένει μυστηριώδης.

Η τελευταία προσπάθεια έγινε από διεθνή ομάδα αστρονόμων οι οποίοι χρησιμοποίησαν στις παρατηρήσεις τους το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer. Αν και η ερευνητική ομάδα δεν κατάφερε να ταυτοποιήσει το αντικείμενο αυτό, με άρθρο της στο διαδικτυακό αρχείο επιστημονικών προδημοσιεύσεων Arxiv κάνουν κάποιες ενδιαφέρουσες εκτιμήσεις.

Άστρο η πλανήτης;

Light curve of OGLE-2016-BLG-1190. The data points are colored as indicated by observatory in the top panel, which shows the full light curve. Credit: Ryu et al., 2017.

Οι ερευνητές θεωρούν ότι πρόκειται είτε για ένα άστρο είτε για ένα πραγματικά τεράστιο πλανήτη. Αν πρόκειται για άστρο οι ερευνητές εκτιμούν ότι πρόκειται για ένα καφέ νάνο ενώ αν πρόκειται για πλανήτη αυτός θα είναι απίστευτα μεγάλος αφού υπολογίζεται ότι θα είναι 13 φορές μεγαλύτερος από τον γίγαντα του ηλιακού μας συστήματος, τον Δία! Καφέ νάνοι ονομάζονται τα σώματα που βρίσκονται σε μια ενδιάμεση κατάσταση ανάμεσα σε πλανήτες και άστρα με τους περισσότερους ειδικούς να κάνουν λόγο για… «αποτυχημένα άστρα».

Διαπιστώθηκε επίσης ότι στην ίδια περιοχή με το μυστηριώδες σώμα βρίσκεται ένα άστρο και ότι το μυστηριώδες σώμα κινείται γύρω από αυτό το άστρο ολοκληρώνοντας μια πλήρη περιστροφή κάθε τρία έτη. Η αποκάλυψη της ταυτότητας του αντικειμένου θεωρείται σημαντική γιατί αν πρόκειται τελικά για πλανήτη λόγω της θέσης στην οποία βρίσκεται στον γαλαξία μας θα προσφέρει νέα δεδομένα για τον αριθμό και την διασπορά τους μέσα στους γαλαξίες.

Πηγές: OGLE-2016-BLG-1190Lb: First Spitzer Bulge Planet Lies Near the Planet/Brown-Dwarf Boundary, arXiv:1710.09974 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/1710.09974 - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=915324